[发明专利]自稳定固定导通时间控制设备

说明书

本发明涉及自稳定固定导通时间控制设备。一些设备和相关方法关联到具有固定导通时间的降压衍生开关模式电源，该电源经配置后可大致维持稳定状态的平均开关周期，后者的时间间隔为负载瞬态开始和电感器电流回到稳定状态之间。在一示例中，时间间隔可包括负载瞬态开始后的第一和第二预定周期数。例如，开关周期的调制量可以按产生第一周期数中附加能量需求变化的相应计算数额，以及用以维持时间间隔内平均稳定状态开关周期的后续第二周期数的相反计算数额。在各类实例中，维持具有固定导通时间的平均开关周期可以在不牺牲稳定性且不需要复杂补偿网络的情况下尽量减少瞬态响应时间。

技术领域

本发明涉及开关模式电源的相应元件和方法。

背景技术

电子设备用各种各样的方法接收功率。例如，消费类电子设备可以从壁式插座(例如：主电源)或各类便携式电源(例如：电池、可再生发电源、发电机)处接收功率。电池供电的设备具有操作时间，具体取决于电池容量和平均电流消耗。

电池供电设备的制造商可努力降低其产品的平均电池电流，以实现电池更换或者充电操作之间更长的间隔使用时间。在某些实例中，主电源供电设备的制造商可努力提高其产品的功率效率，以尽量减少热负荷和/或尽量提高消耗每瓦特功率所得到的效能。

在某些电子设备中，可以通过各类电压转换电路，将输入电压供给(例如：电池输入、整流主电源、中间直流电源)转换为另一不同的电压。作为电压转换电路的开关模式电源因其高效受到欢迎，从而得以频繁应用于各类电子设备。

开关模式电源应用开关设备转换电压，这些设备在接通时电阻非常低，在断开时电阻非常高。开关模式电源可在一段时间内向输出电感器充电，并在后续期间释放部分或全部电感器能量。输出能量可输送至输出电容器组，后者通过滤波生成直流输出电压。在降压衍生开关模式电源中，处于稳定状态的输出电压可近似为输入电压乘以工作周期；此处的工作周期为旁路开关的接通持续时间除以其一个开关周期的相应接通持续时间与断开时间的总和。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自稳定固定导通时间控制设备，一些设备和相关方法关联到具有固定导通时间的降压衍生开关模式电源，该电源经配置后可大致维持稳定状态的平均开关周期，后者的时间间隔为负载瞬态开始和电感器电流回到稳定状态之间。在一示例中，时间间隔可包括负载瞬态开始后的第一和第二预定周期数。例如，开关周期的调制量可以按产生第一周期数中附加能量需求变化的相应计算数额，以及用以维持时间间隔内平均稳定状态开关周期的后续第二周期数的相反计算数额。在各类实例中，维持具有固定导通时间的平均开关周期可以在不牺牲稳定性且不需要复杂补偿网络的情况下尽量减少瞬态响应时间。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一些设备和相关方法关联到具有固定导通时间的降压衍生开关模式电源，该电源经配置后可大致维持稳定状态的平均开关周期，后者的时间间隔为负载瞬态开始和电感器电流回到稳定状态之间。在一示例中，时间间隔可包括负载瞬态开始后的第一和第二预定周期数。例如，开关周期的调制量可以按产生第一周期数中附加能量需求变化的相应计算数额，以及用以维持时间间隔内平均稳定状态开关周期的后续第二周期数的相反计算数额。在各类实例中，维持具有固定导通时间的平均开关周期可以在不牺牲稳定性且不需要复杂补偿网络的情况下尽量减少瞬态响应时间。

一些设备和相关方法关联到降压衍生开关模式电源，该电源经配置后可在稳定状态模式下产生通过电感器的脉冲电流，后者具有大致恒定的脉冲宽度和固定的平均开关周期。在一示例中，控制器对开关断开时间的调制量可以按产生负载附加能量需求变化的相应计算数额。某些实施可响应负载需求中的检定瞬态变化，计算实现预定第一周期数中新负载需求的调制量，例如一个和三个周期之间。在某些实施方式中，控制器可以反向调制第二周期数的开关断开时间，调制量为维持第一和第二周期数平均开关断开时间的相应计算数额。各类实施可以提供对负载扰动的快速、稳定响应。